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空調器的結構組成與工作原理

本文來源:制冷百家

一、四大組成部分:

空調器主要由制冷(熱)循環系統、空氣循環通風系統、電氣控制系統和箱體(包括底板等)四大部分組成。

(一)制冷(熱)循環系統

一般采用蒸氣壓縮式制冷。與電冰箱一樣,由全封閉式壓縮機、風冷式冷凝器、毛細管和肋片管式蒸發器及連接管路等組成一個封閉式制冷循環系統。系統內充以R22制冷劑。為避免液擊.有 制冷系統還設有氣液分離器。

(二)空氣循環通風系統

主要由離心風扇、軸流風康、電動機、過濾器、風門、風道等組成。

(三)電氣控制系統

主要由溫控器、起動器、選擇開關、各種過載保護器、中間繼電器等組成。熱泵冷風型還應有四通電磁換向閥及除霜溫控器。

(四)箱體部分

它包括外殼、面板、底盤及若干加強筋、支架等。制冷系統、空氣循環系統均安裝在底盤上,而整個底盤又靠螺釘固定到機殼上。

二、空調器的工作原理:

1、空調的制冷原理:

主要部件:

壓縮機—四通閥—冷凝器—軸流風扇—單向閥—毛細管—干燥過濾器—蒸發器—灌流風扇—氣液分離器:

制冷工作時,制冷劑被壓縮機壓縮成高溫高壓的氣態制冷劑,從排氣口排出,然后通過四通換向閥,進入到(室外側)冷凝器中;通過冷凝器中軸流風扇的循環風,將熱量帶走;冷凝成液體后,制冷劑通過單向閥、干燥過濾器,進入到毛細管,經過毛細管的節流,進入到蒸發器中。

制冷劑進入到蒸發器(室內側)后,經過蒸發器的換熱,將冷量散發到室內側,空調產生制冷的效果;制冷劑再回到壓縮機,進行下一個循環。

2、空調的制熱原理:

制熱工作時,制冷劑被壓縮機壓縮成高溫高壓的氣態制冷劑,從排氣口排出,然后通過四通換向閥,進入到(室內側)冷凝器中;通過冷凝器中軸流風扇的循環風,將熱量帶走到室內側中,房間溫度升高;冷凝成液體后,制冷劑通過單向閥、干燥過濾器,進入到毛細管,經過毛細管的節流,進入到蒸發器中。

制冷劑進入到蒸發器(室外側)后,經過蒸發器的換熱,將冷量散發到室外側,空調產生制熱的效果;制冷劑再回到壓縮機,進行下一個循環。

三、熱泵型空調制熱的原理

對于冷暖型空調器,不僅能制冷,還能制熱。常見的空調器制熱方式有兩種:電加熱制熱和熱泵制熱,也可以將兩種方式同時使用。

1.電加熱制熱

①電加熱制熱方式的加熱元件有電熱絲和電熱管兩種。電熱絲式的加熱器采用鎳鉻合金為加熱元件,常用于小型窗式空調器。電熱管式多用于三相電源的較大的柜式冷熱風機或恒溫恒濕空調機中。

②電加熱制熱的原理是:空調器接通電源。發熱元件表面溫度升高;當達到設定溫度值時,風機運轉;升溫后的空氣義被吹入室內,實現制熱。

③電加熱器設置連鎖保護:保證加熱器 “先通風,后加熱”。避免發生燒烤機件的事故,嚴重時還會釀成火災。

2.熱泵制熱

①熱泵型空調器制熱原理:將空調器冷凝器和蒸發器功能交換。

②電磁四通換向閥:改變制冷劑的流動方向,則原來制冷工作時作為蒸發器的室內側熱交換器,變成制熱時的冷凝器;制冷時作為冷凝器的室外側熱交換器,變成制熱時的蒸發器。這樣使制冷系統在室外吸熱,向室內放熱,實現制熱的目的,成為“熱泵”。它消耗1 kW·h電能.能得到大約3000kcal(千卡,1kcal=4.1868kJ)的熱量。

③熱泵制熱的特點:與電熱型空調器相比較,熱泵型空調器的效率要高出3~4倍。但另一方面,由于熱泵型空調器是從室外空氣中吸收熱量,將室外空氣中的熱“泵”至室內的.因此其使用受到局限。隨著室外氣溫的降低,供暖效果也會下降.室外氣溫很低時,熱泵就不能正常起動供暖了,這是它的缺點。

四、除霜的工作原理:

熱泵型冷暖空調器在制熱運轉狀態下,當室外環境溫度低于0℃以下時,室外側熱交換器的蒸發器溫度就會在-8℃以下,空氣中的水分便會在室外側熱交換器表面結霜。隨著運轉時間的延長,霜層厚度不斷增加,導致室外側熱交換器換熱能力下降,室內溫度緩慢下降。因此,必須及時除去熱交換器上的霜層。

空調器除霜方式有三種:一種是制熱運轉除霜,另一種是互換角色除霜,還有一種是電加熱除霜。

1.制熱運轉除霜

采用制熱運轉除霜,由室外壓縮機出來的高溫高壓制冷劑氣體,一部分流向室外熱交換器,使熱交換器溫度上的霜層融化,另一部分繼續流向室內熱交換器。長虹KFR-40Gw/BM空調器,采用的是壓縮機連續運轉除霜方式,這是一種比較先進的除霜方式。

2.互換角色除霜

空調器制熱運轉50min后,系統中電磁四通換向閥的電磁線圈斷電.換向閥換向,這時室內外側熱交換器便“互換角色”,系統由原來的制熱狀態改為制冷狀態。把從壓縮機出來的高溫高壓制冷劑氣體切換,使其流向室外結霜的熱交換器.融化霜層。融化霜層需要約5—8min的時間。霜層融化完后,四通閥重新吸合.系統又進入制熱循環狀態。目前的家用空調器大部分是采用這種除霜方式,這種除霜方式的缺點是除霜時須停止制熱工作狀態。

3.電加熱除霜

電加熱除霜是在室外側熱交換器的翅片上裝設電加熱管,空調器工作50min,微電腦主芯片發出指令,使電加熱管通電發熱,融化霜層。當室外熱交換器溫度達到5℃,加熱停止。

五、除濕的工作原理:

春天的梅雨和綿綿的秋雨給人帶來潮濕不爽的感覺;夏天濕度大時,則給人以悶熱的感覺;若冬天濕度大,又給人以更加寒冷的感覺。空調器能降低房間的濕度,抑制霉菌、異味生長,使皮膚的感覺更為干爽舒適,給人們提供健康的生存環境。

當空調器處在制冷運轉狀態時.若室內熱交換器表面溫度低于室內空氣露點.室內空氣經過熱交換器時,既被冷卻又減濕,空氣中的部分水蒸氣在熱交換器表面上凝成露珠,其結果是使空氣溫度下降,濕度也下降。,由此可見,①空調器除濕時必須工作在制冷狀態。

空調器除濕時,系統先制冷,降低室內空氣溫度,同時將冷凝水從接水盤排出,降低空氣相對濕度;隨后壓縮機停止較長的一段時間②(增大制冷周期的間隔).等室內溫度自動升高后.再啟動壓縮機制冷,再次排出冷凝水。這樣周期性反復運行,雖然室溫比單純制冷時稍高,但能迅速排出大最的水分,制造一個干爽舒適的環境。

這樣,當空調器處在除濕運轉狀態時,為避免因除濕導致室溫波動太大,增加舒適性,可③降低室內風扇的轉速并使壓縮機間歇運轉,來達到除濕的目的。通常,我們看到空調器排水管的滴水,就是空氣中的冷凝水。 空調器的除濕量是以L/h(升/小時)或kg/h(千克/小時)來表示的,這個數值越大,表明空調器的除濕能力越強。

六、內外機的結構:

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